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正电荷 | |
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正电荷(英語: positive charge ),用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷,质子是正电荷,而正电荷不一定是质子,对应的电子即是负电荷,或多或少表现出的带正电或带负电 ,世间万物大多为电中性 物体由原子而来,原子又由电子和原子核(中子和质子组成)而来。[1]
名称正电荷
含义
我们把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷,正电荷 就是质子对应的电子(即负电荷)或多或少表现出的带正电或带负电 ,世间万物大多为电中性 物体由分子而来 分子又由电子和质子而来
反之我们把毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。[2]
电荷是物质的三种"性态"之一:电荷性态、质量性态、能量性态。电荷是物质能量性态与质量性相互作用转化的结果。是物质基本相互作用的主体之一。
同种电荷和互相排斥,异种电荷互相吸引。
正负电荷的区别:失去电子的物质带正电荷,获得电子的物质带负电荷。
带正电荷的原子核在凝聚态下只在原地震动,带负电荷的电子可自由移动。
正电荷定向移动的方向为电流的方向。
负电荷 就是电子(电子带负电)是可以移动的 而正电荷实则为不可移动的质子
历史
西元前600 年左右,希腊的哲学家泰勒斯(Thales, 640-546B.C.)记录,在摩擦猫毛于琥珀以后,琥珀会吸引像羽毛一类的轻微物体,假若摩擦时间够久,甚至会有火花出现。
1600年,英国医生威廉·吉尔伯特,对于电磁现象做了一个很仔细的研究。他指出琥珀不是唯一可以经过摩擦而产生静电的物质,并且区分出电与磁不同的属性。他撰写了第一本阐述电和磁的科学著作《论磁石》。吉尔伯特创建了新拉丁语的术语“electricus”(类似琥珀,从“ήλεκτρον”,“elektron”,希腊文的“琥珀”),意指摩擦后吸引小物体的性质。这联结给出了英文字“electric”和“electricity”,最先出现于1646 年,汤玛斯·布朗(Thomas Browne)的著作《Pseudodoxia Epidemica》 (英文书名《Enquries into very many received tenets and commonly presumed truths》)随后,于1660年,科学家奥托·冯·格里克发明了可能是史上第一部静电发电机(electrostatic generator)。他将一个硫磺球固定于一根铁轴的一端,然后一边旋转硫磺球,一边用干手摩擦硫磺球,使硫磺球产生电荷,能够吸引微小物质。
史蒂芬·戈瑞(Stephen Gray)于1729年发现了电传导,电荷可以从一个物质传导至另外一个物质。只有一些物质会传导电荷,其中,金属的能力最为优良。从此,科学家不再认为产生电荷的物体与所产生的电荷是不可分离的,而认为电荷是一种独立存在的物质,在那时被称为电流体(electric fluid)。 1733年,查尔斯·琽费(Charles du Fay)将电分为两种,玻璃电和琥珀电。这两种电会彼此相互抵销。当玻璃与丝巾相摩擦时,玻璃会生成玻璃电;当琥珀与毛皮相摩擦时,琥珀会生成琥珀电。这理论称为电的双流体理论。使用一根带电丝线,就可以知道物质到底拥有玻璃电还是琥珀电。拥有玻璃电的物质会排斥带电丝线;拥有琥珀电的物质会吸引带电丝线。
在十八世纪,走在电学最前端的专家非班杰明·富兰克林莫属。他认为电的单流体理论比较正确。他想像电储存于所有物质里,并且通常处于平衡状态,而摩擦动作会使得电从一个物体流动至另一个物体。例如,他认为累积的电是储存于莱顿瓶的玻璃,用丝巾摩擦玻璃使得电从丝巾流动至玻璃。这流动形成了电流。他建议电量低于平衡的物体载有负的电量,电量高于平衡的物体载有正的电量。他任意地设定玻璃电为正电,具有多余的电;而琥珀电为负电,缺乏足够的电。同时期,威廉·沃森也达到同样的结论。 1747年,富兰克林假设在一个孤立系统内,总电荷量恒定,这称为电荷守恒定律。
库仑扭秤
(torsion balance)
十八世纪后期,在数量方面对于电的研究开始有实质的发展。 1785年,使用查尔斯·库仑与约瑟夫·普利斯特里分别独立发明的扭秤(torsion balance),库仑证实了普利斯特里的基本定律:载有静态电荷的两个物体之间感受的作用力与距离成平方反比。这奠定了静电的基本定律。
1897年,剑桥大学卡文迪许实验室的约瑟夫·汤姆孙观察到阴极射线会因为电场或磁场而偏转,他推论阴极射线是由带负电的粒子所组成,后来称为电子。从阴极射线的偏转,他计算出电子的电荷质量比,因此获得了1906年的诺贝尔物理学奖。
1904年,汤姆森创立了原子的梅子布丁模型:原子的结构被类比于梅子布丁,负电荷(梅子)分散于正电荷的圆球(布丁)。这模型被欧尼斯特·卢瑟福的卢瑟福散射实验于1909年推翻。卢瑟福又提出卢瑟福模型:大多数的质量和正电荷,都集中于一个很小的区域(原子核);电子则包围在原子核区域的外面。
1909年,美国物理学家罗伯特·密立根做了一个著名实验,称为油滴实验,可以准确地测量出电子的电荷量。汤姆孙和学生约翰·汤森德(John Townsend)使用电解的离子气体来将过饱和水蒸气凝结,经过测量带电水珠粒的电荷量,也得到了相似结果。于1911年,亚伯兰·约费(Abram Ioffe)使用带电金属微粒,独立地得到同样的结果。